Издательство СО РАН

Издательство СО РАН

Адрес Издательства СО РАН: Россия, 630090, а/я 187
Новосибирск, Морской пр., 2

soran2.gif

Baner_Nauka_Sibiri.jpg


Яндекс.Метрика

Поиск по журналу

Прикладная механика и техническая физика

2005 год, номер 5

1.
Исследование электромагнитного импульса, генерированного системой, на типовом космическом аппарате

Ю. Н. Лазарев, П. В. Петров, Е. В. Диянкова, А. В. Вронский, Я. З. Кандиев
Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики,
456770 Снежинск; pvpetrov@snezhinsk.ru
Страницы: 3-13

Аннотация >>
Представлены результаты исследования генерации электромагнитного импульса, возникающего на космическом аппарате при воздействии на него рентгеновского и гамма-излучения. В основе использованной вычислительной технологии лежит иерархическая система математических моделей, построенная на системе уравнений Максвелла — Власова, и моделей космических аппаратов, которые с достаточной точностью описывают все физические процессы, характерные для возникновения вторичных электромагнитных полей, и геометрию объекта. Показано, что поляризационные компоненты электрического поля, направленные по нормали к поверхностям, подвергшимся облучению, слабо зависят от геометрических факторов и определяются плотностью потока фотонного излучения. Формирование магнитного поля определяется динамикой изменения первой производной дипольного момента электронного слоя, образовавшегося в результате эмиссии частиц под воздействием ионизирующего излучения, и зависит от формы объекта, характерных размеров облучаемой поверхности и ориентации космического аппарата.


2.
Термомеханическое поведение электропроводных тел при воздействии внешнего электромагнитного поля

Б. Д. Дробенко
Институт прикладных проблем механики и математики им. Я. С. Подстригача НАН Украины,
79053 Львов; budz@iappm.lviv.ua
Страницы: 14-26

Аннотация >>
Предложена методика математического и численного моделирования термомеханического поведения электропроводных тел, находящихся под воздействием внешнего электромагнитного поля. Исходной системой уравнений для определения электромагнитного поля являются уравнения Максвелла, записанные для области тела и внешней среды. Для описания напряженно-деформированного состояния тела используются соотношения неизотермического упругопластического течения. Влияние электромагнитного поля на процессы теплопереноса и деформирования учитываются соответственно через тепловыделение и пондеромоторные силы. Зависимости между индукциями электрического и магнитного полей и соответствующими напряженностями принимаются нелинейными. Все физико-механические параметры материала тела зависят от температуры.


3.
Математическая модель катодного узла топливного элемента с твердым электролитом

В. Е. Накоряков, В. Г. Гасенко
Институт перспективных исследований, 630090 Новосибирск;
nakve@itp.nsc.ru, gasenko@itp.nsc.ru
Страницы: 27-37

Аннотация >>
Предложена аналитически разрешимая математическая модель катодного узла топливного элемента с твердым полимерным электролитом. Решена задача о диффузии в многокомпонентной паровоздушной смеси в пористом катоде и о переносе воды за счет гидродинамических и электроосмотических сил. Определена вольт-амперная характеристика топливного элемента с учетом поляризационных характеристик и конечной проводимости электролита. Найдено выражение для толщины зоны электрохимической реакции, дающее оценку эффективности использования катализатора. Показано, что конечность скорости диффузии кислорода в зону реакции лимитирует плотность токов и эффективность топливного элемента. Проведено сравнение полученных результатов с известными теоретическими и экспериментальными данными и показано, что решения модели совпадают с решениями более сложной модели Бернарди и Вербругга.


4.
О пространственном аналоге волн Прандтля — Майера

А. П. Чупахин, Ж. А. Шахметова*
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск;
*Новосибирский государственный университет, 630090 Новосибирск;
zhainagul_sh@mail.ru

Аннотация >>
Исследуется регулярное частично инвариантное решение уравнений газовой динамики, обобщающее на трехмерный случай решения Прандтля — Майера. Найдены все особые многообразия динамической системы третьего порядка, определяющей решение, и построена ее компактификация.


5.
Формирование и усиление ударных волн в пузырьковом “шнуре”

В. К. Кедринский*, В. А. Вшивков, Г. Г. Лазарева
*Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН,
630090 Новосибирск; kedr@hydro.nsc.ru
Страницы: 46-52

Аннотация >>
Численно исследована структура и динамика волнового поля, излучаемого пузырьковой системой в виде аксиального пузырькового цилиндра (шнура) в результате его возбуждения плоской ударной волной, распространяющейся вдоль оси в осесимметричной ударной трубе. Показано, что в результате последовательного возбуждения пульсаций пузырьковой зоны в шнуре и в окружающей жидкости формируется квазистационарная ударная волна. Приведены результаты численного анализа зависимости максимальной амплитуды результирующей волны от параметров задачи.


6.
Прямое статистическое моделирование поперечного обтекания цилиндра сверхзвуковым потоком бинарной смеси разреженных газов

М. Ю. Плотников, А. К. Ребров
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, 630090 Новосибирск;
plotnikov@itp.nsc.ru, rebrov@itp.nsc.ru
Страницы: 53-59

Аннотация >>
Методом прямого статистического моделирования исследовано сверхзвуковое обтекание цилиндра бинарной смесью газов в широком диапазоне разреженности: от течения при числе Кнудсена Kn=0,1 до свободномолекулярного течения. Изучено влияние малой примеси тяжелых частиц в потоке легкого газа на область существенной неравновесности вблизи цилиндра и на тепловой поток.


7.
Влияние локализации импульсного подвода энергии на волновое сопротивление профиля, обтекаемого трансзвуковым потоком

В. П. Замураев, А. П. Калинина
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск;
zamuraev@itam.nsc.ru, kalinina@itam.nsc.ru
Страницы: 60-67

Аннотация >>
Исследована возможность управления аэродинамическими характеристиками крыловых профилей с помощью локального импульсно-периодического подвода энергии в поток вблизи контура профиля на трансзвуковых режимах полета. На основе численного решения двумерных нестационарных уравнений газовой динамики изучено изменение структуры течения и волнового сопротивления симметричного профиля в зависимости от локализации и формы зон подвода энергии. Показана перспективность рассмотренного способа управления характеристиками крыловых профилей на трансзвуковых режимах обтекания. При нулевом угле атаки наиболее значительное уменьшение волнового сопротивления получено при подводе энергии у задней кромки профиля.


8.
Продольные крупномасштабные вихри в сверхзвуковой части проницаемого сопла

В. Н. Зайковский, С. П. Киселев, В. П. Киселев
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск;
kiselev@itam.nsc.ru
Страницы: 68-75

Аннотация >>
Исследованы продольные крупномасштабные вихри вблизи перфорированной стенки сопла в сверхзвуковой его части. Экспериментально установлено определяющее влияние вдува газа через перфорированную стенку на возникновение и параметры продольных вихрей.


9.
Динамика газового пузырька при его взаимодействии с волнами сжатия и разрежения

Д. В. Воронин
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск;
voron@hydro.nsc.ru
Страницы: 76-85

Аннотация >>
Поставлена и численно решена задача о прохождении акустических волн в трубе в окрестности газового пузырька. Установлены основные параметры, определяющие динамику пузырька в нестационарном поле. Исследован механизм струйной деформации пузырька, сопровождаемой фрагментацией струи и образованием вторичной мелкой пузырьковой фракции. Предложено возможное объяснение природы локальной сонолюминесценции.


10.
Устойчивость термокапиллярного движения в плоском слое с учетом эффекта Соре

Е. А. Рябицкий
Институт вычислительного моделирования СО РАН, 660036 Красноярск;
evgeny_ry@mail.ru
Страницы: 86-92

Аннотация >>
Исследована устойчивость термокапиллярного движения в двухкомпонентной жидкости с учетом эффекта термодиффузии. Получено явное выражение для построения нейтральных чисел Марангони в предположении монотонности возмущений. Рассмотрено влияние на потерю устойчивости движения основных механизмов неустойчивости: термокапиллярного и гидродинамического. Показано, что плоские возмущения наиболее опасны при потере устойчивости возвратного движения.


11.
Исследование термокапиллярных вихрей, индуцированных пучком света у поверхности пузырька в ячейке Хеле — Шоу

Н. А. Иванова, Б. А. Безуглый
Тюменский государственный университет, 625003 Тюмень;
nivanova@utmn.ru
Страницы: 93-99

Аннотация >>
Исследованы термокапиллярные вихри, возникающие при локальном нагреве пучком света поверхности пузырька в ячейке Хеле — Шоу. Установлено, что частота вращения вихря и его глубина зависят от расстояния проекции пучка света на слой до границы пузырька. C использованием баланса приповерхностного и возвратного течений термокапиллярного вихря, а также равенства капиллярного и динамического давлений вычислена поверхностная скорость термокапиллярного течения. Показано, что уменьшение поверхностной скорости и частоты вращения вихря при удалении пучка света от поверхности пузырька является следствием уменьшения перепада температуры между облучаемым и холодным полюсами пузырька.


12.
Кинетический аспект долговечности растянутых образцов: сопоставление двух подходов

В. П. Скрипов, В. Е. Виноградов
Институт теплофизики УрО РАН, 620016 Екатеринбург; vinve@mail.ru
Страницы: 100-105

Аннотация >>
Рассмотрены два подхода к оценке долговечности образцов: на основе кинетической теории прочности и теории гомогенной нуклеации. На примере алюминия показано, что теория гомогенной нуклеации завышает реальную долговечность растянутого металла на два порядка и дает значения, близкие по величине к теоретической прочности металлов. Привлечение экспериментальных данных по времени жизни перегретой и растянутой жидкости (гексан) позволяет состыковать оба подхода с учетом временного масштаба создания метастабильности.


13.
Рептационное движение животных в жидкости

В. М. Шаповалов
Волгоградский государственный технический университет, 400103 Волгоград;
vtm@volpi.ru
Страницы: 106-115

Аннотация >>
В длинноволновом приближении получено аналитическое решение плоской задачи рептационного движения биологического объекта в вязкой жидкости. Режим движения ламинарный. Получены расчетные выражения, а также асимптотические оценки для осевого и перерезывающего усилий, затрачиваемой энергии, траектории движения. Представлены результаты численного анализа решения.


14.
Исследование разогрева сухих образцов при акусто-конвективном воздействии

Ю. А. Гостеев, Ю. Г. Коробейников, А. В. Федоров, В. М. Фомин
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск;
fedorov@itam.nsc.ru
Страницы: 116-122

Аннотация >>
Изучается задача о воздействии звукового поля на образцы с регулярной сеточной структурой, не содержащие влаги. Экспериментально показано, что величина разогрева образцов, помещенных во внешний поток с акустическим воздействием, существенно зависит от материала фиксирующих пластин. Построена математическая модель сопряженного теплопереноса в образце и пластине, позволяющая качественно и приближенно количественно описать данное явление.


15.
Инвариантные интегралы в задаче о трещине на границе раздела двух сред

А. М. Хлуднев
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
khlud@hydro.nsc.ru
Страницы: 123-137

Аннотация >>
Рассматривается задача о равновесии упругого тела, содержащего трещину на границе раздела двух сред. Доказано, что в этой задаче существуют инвариантные (не зависящие от поверхности интегрирования) интегралы. Существование инвариантных интегралов установлено также в задаче о контакте упругого тела, взаимодействующего на части поверхности с жестким штампом. При этом на контактных границах задаются нелинейные краевые условия взаимного непроникания. Установлен физический смысл инвариантных интегралов.


16.
Определяющие соотношения для конечных упруго-неупругих деформаций

А. А. Роговой
Институт механики сплошных сред УрО РАН, 614013 Пермь; rogovoy@icmm.ru
Страницы: 138-149

Аннотация >>
На основе кинематики наложения малых упругих и неупругих деформаций на конечные упруго-неупругие построен общий вид эволюционного определяющего соотношения упруго-неупругости с согласованной с ним объективной производной. Уравнение конкретизировано с использованием упругого закона для слабосжимаемого материала.


17.
К решению задач упругости конических оболочек

Б. В. Нерубайло, Л. Г. Смирнов
Московский государственный авиационный институт (Технический университет),
125871 Москва; prof_nebo@mail.ru, borisn@km.ru
Страницы: 150-165

Аннотация >>
На основе метода асимптотического синтеза решается задача о локальном воздействии нормального давления на тонкую круговую оболочку. В качестве примера рассмотрена коническая оболочка, находящаяся под действием локальных радиальных нагрузок.


18.
Колебания плавающей упругой пластины при периодических смещениях участка дна

Л. А. Ткачева
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск;
tkacheva@hydro.nsc.ru
Страницы: 166-179

Аннотация >>
Решена задача о поведении плавающей упругой пластины в виде полосы под действием периодических колебаний участка дна. Используется численный метод, основанный на методе Винера — Хопфа. Численно исследовано влияние частоты, положения колеблющегося участка дна и глубины жидкости на амплитуды колебаний жидкости и пластины.


19.
Сингулярные решения в осесимметричных течениях среды, подчиняющейся модели двойного сдвига

С. Е. Александров
Институт проблем механики РАН, 119526 Москва;
sergeyaleksandrov@yahoo.com
Страницы: 180-186

Аннотация >>
Выполнен асимптотический анализ уравнений осесимметричного течения жесткопластического материала, подчиняющегося модели двойного сдвига, в окрестности поверхностей максимального трения. Показано, что в случаях, когда поверхность трения совпадает с огибающей семейства характеристик, решение является сингулярным. Определен возможный характер поведения сингулярных решений вблизи поверхностей максимального трения. В частности, эквивалентная скорость деформации вблизи поверхности трения стремится к бесконечности обратно пропорционально квадратному корню из расстояния до этой поверхности. Такое поведение эквивалентной скорости деформации также имеет место в классической теории пластичности материалов, условие текучести которых не зависит от среднего напряжения.